毕业设计（论文）-邮件分拣模拟系统PLC控制

绪论邮件分拣机系统改变了人工分拣的工作方式，极大提高了效率。作为通用工业控制计算机，30年来，可编程控制器（PLC）从无到有实现了工业控制领域接线逻辑到储存的飞跃；其功能从弱到强，实现了逻辑控制到数字控制的进步；其应用领域从小到大，实现了单体设备简单控制到胜任运动控制，过程控制，及集散控制等各种任务的跨越。它具有可靠性高，抗干扰能力强，配套齐全，功能完善，适用性强，体积小，重量轻，能耗低等一系列的优点。目前，PLC在国内外已广泛应用于钢铁，石油，化工，电力，建材，机械制造，汽车，轻纺，交通运输，环保及文化娱乐等各个行业。与计算机，通信技术并称为现代工业控制的三大支柱。PLC控制的邮件分拣技术，这是基于科技，经济发展的需要，研发并不断完善的。总之，邮件分拣系统改变了人工分拣的工作方式，实现了自动分拣，极大地提高了工作效率。未来几年，随着全国邮政综合计算机网的建成和中心局体制的加速实施，我国邮政在机械化和自动化技术领域将取得更大的进步。2邮件分拣PLC控制系统2.1控制要求本系统为五种邮件的模拟分拣系统。启动后绿灯L1亮表示可以进邮件。条形扫描器读取邮码，传送给拨码器。四位拨码器模拟邮件的邮码，从拨码器读到的邮码正常值为1、2、3、4表示被检测邮件为所要求的四种之一，则红灯L2亮，主电机m运行。将邮件分拣至对应的1、2、3、4区邮件内，之后L2灯灭，L1灯亮，表示可以继续分拣邮件。若被检邮件不是所要求的四种之一，传送带一直运行，将邮件投入5区邮箱。四位拨码盘ABCD键组合用PLC常开开关表示，与PLC四个接线端相连，当四位拨码盘ABCD值为：1000、0100、0010、0001时分别表示邮码1、2、3、4。而当四位拨码盘ABCD共有2^4=16种不同的组合方案，因此除上面的4种外还有12种组合，视为邮码5。若四位拨码盘ABCD值为1000、0100、0010、0001则红灯L2亮，电机M电机运行，将邮件1、2、3、4拣至对应的邮箱去，之后红灯L2灭，绿灯L1亮可以继续邮件分拣。若四位拨码盘ABCD的值：0000、0110、0111、1000、1001、1010、1011、1100、1101、1110、1111时则红灯L2闪烁，表示不是所要求的邮件，传送带一直运行，投入5区邮箱。四位拨码器四位拨码器条码扫描器FX2N—64MRX1X2X3X4X30图2.1PLC端口与外部连线图2.2结构示意图M4M5M4M5邮件SQ1SQ2SQ3SQ4M1M2M3一区二区三区四区五区SQ5SQ11SQ11SQ20SQ20SQ10SQ10SQ19启动L2L1进邮件检邮件SQ19启动L2L1进邮件检邮件SQ18SQ17SQ16SQ18SQ17SQ16SQ6SQ7SQ9SQ8SQ6SQ7SQ9SQ8图2.2邮件分拣系统模拟图如图2-1所示，M5为主电机，控制传送带运行，M1~M4四个电机控制四个推杆推送邮件，SQ1~SQ4是四个光电开关检测邮件，SQ6~SQ10是五个模拟地区的接近开关，SQ16~SQ20是五个模拟地区清零检测，SQ5是检测复位时邮件到位的检测开关，SQ11为复位时是否有邮件的激光检测开关。一区~五区代表五个不同地区，分别装入各类邮件。3系统硬件组成3.1条形码扫描器条码的扫描需要扫描器，扫描器利用自身光源照射条码，再利用光电转换器接受反射的光线，將反射光线的明暗转换成数字信号。不论是采取何种规则印制的条码，都由静区、起始字元、数据字元与终止字元组成。有些条码在数据字元与终止字元之间还有校验字元。3.2拨码器拨码器主要功能是接受条码扫描器传来的信号，通过条码扫描器的信号来完成信息的转换，另一功能就是对输入的脉冲信号进行数字过滤，以便得到稳定的输出信号，从而准确的传送到PLC中进行指示。当条码扫描器无法正确读出编码时，拨码器输出一个固定信号，系统中红灯闪烁，无法运行。3.3PLC选择PLC是一种专门为在工业环境下应用而设计的数字运算操作的电子装置。它采用可以编制程序的存储器，用来在其内部存储执行逻辑运算、顺序运算、定时、计数和算术运算等操作的指令，并能通过数字式或模拟式的输入和输出，控制各种类型的机械或生产过程。PLC及其有关的外围设备都应该按照易于与工业控制系统形成一个整体，易于扩展其功能的原则而设计。根据控制要求需要25个输入点，14个输出点，以及PLC功能，选择FX2N—64MR的PLC。3.4触摸屏为了操作上的方便，人们用触摸屏来代替鼠标或键盘。工作时，我们必须首先用手指或其它物体触摸安装在显示器前端的触摸屏，然后系统根据手指触摸的图标或菜单位置来定位选择信息输入。触摸屏由触摸检测部件和触摸屏控制器组成；触摸检测部件安装在显示器屏幕前面，用于检测用户触摸位置，接受后送触摸屏控制器；而触摸屏控制器的主要作用是从触摸点检测装置上接收触摸信息，并将它转换成触点坐标，再送给CPU，它同时能接收CPU发来的命令并加以执行。本系统采用三菱触摸屏GT1055。3.5主电路图根据设备需求及控制要求画出如图3.1所示的主电路图。图3.1主电路图4系统软件组成4.1控制流程图根据系统控制要求设计如图4.1所示的流程图。邮件入箱红灯停，绿灯灭编码是否可识启动绿灯亮，红灯灭邮件入箱红灯停，绿灯灭编码是否可识启动绿灯亮，红灯灭主电机运行条形码检测读取编码信息否是否是红灯闪烁主电机停止红灯闪烁主电机停止复位图4.1控制流程图4.2I/O接口根据系统的输入输出端口，绘制如表4.2的I/O接口。表4.2I/O接口分配表输入编号输出编号拨码器1号信号线X0绿灯L1Y0拨码器2号信号线X1红灯L2Y1拨码器3号信号线X21号电机正转KM1Y2拨码器4号信号线X32号电机正转KM2Y3拨码器5号信号线X303号电机正转KM3Y4光电开关1（SQ1）X44号电机正转KM4Y5光电开关2（SQ2）X5主电机正转KM5Y6光电开关3（SQ3）X6主电机反转KM6Y7光电开关4（SQ4）X71号电机反转KM7Y10光电开关5（SQ5）X102号电机反转KM8Y11接近开关1（SQ6）X113号电机反转KM9Y12接近开关2（SQ7）X124号电机反转KM10Y13接近开关3（SQ8）X13继电器KAY14接近开关4（SQ9）X14邮件进入检测KM11Y15接近开关5（SQ10）X15激光传感器（SQ11）X16行程开关1（SQ12）X17行程开关2（SQ13）X20行程开关3（SQ14）X21行程开关4（SQ15）X22行程开关5（SQ16）X23行程开关6（SQ17）X24行程开关7（SQ18）X25行程开关8（SQ19）X26行程开关9（SQ20）X274.3PLC外部接线图根据PLC系统控制要求，设计如下图4.3所示的接线图。图4.3外部接线图4.4状态转移图根据控制要求，画出如图4.4所示的状态转移图X7T0K10C4K9999C3K9999C2K9999Y5Y4C1K9999Y3C0K9999Y2X1S23X11X12X13X14X15X3X2X3X2X3X3X3X2X2X2X1X0X1X0X0X1X0X1X0X7X6X5X4T0X0X1X2X3S22X0X2X1X3X3X2X1X0X3X2X1X3X2X1X6X0X5X0X4S21Y15Y15S20M0S0M8002X7T0K10C4K9999C3K9999C2K9999Y5Y4C1K9999Y3C0K9999Y2X1S23X11X12X13X14X15X3X2X3X2X3X3X3X2X2X2X1X0X1X0X0X1X0X1X0X7X6X5X4T0X0X1X2X3S22X0X2X1X3X3X2X1X0X3X2X1X3X2X1X6X0X5X0X4S21Y15Y15S20M0S0M8002SETSETY0Y6SETY6SETRSTY6RSTY6Y10Y10Y11Y11Y12Y12Y13Y13S20M11S0M11RSTY6S24X22X17X20X21S20M11S0M11RSTY6S24X22X17X20X21图4.4状态转移图4.5触摸屏界面4.5.1触摸屏操作流程1.双击打开如图4.5所示的触摸屏软件图标。图4.5GTDesigner2图标2.点击“新建”，创建新的工程或打开原有的工程文件。见图4.6。图4.6工程选择3.点击“新建”后，出现“新建工程向导”对话窗口，如下图4.7所示，软件下面将对触摸屏的系统，连接和界面进行向导设置。图4.7新建工程向导的开始点击下一步就进行系统选择设置。在这里可以设置触摸屏的型号，通过下拉列表可以选择支持的触摸屏型号，我们设备配置的是GT114**—V—C行的，所以只需选择GT114**—V—C（640x480）。如图4.8所示。图4.8选择GOT类型点击“下一步”，对GOT类型和颜色选择进行确认，如果不用更改就单击“下一步”，进入“连接机器设置”。如图4.9所示。连接机器：设置人机界面触摸屏监控的外设。本系统设置成MELSEC_FX。常用设置注解如下MELSEC—FX三菱FX系列PLC松下—FP松下FP0，FP1系列PLCSIEMESN—S7300西门子S7—300系列PLCFREQROL三菱变频器图4.9连接机器是FX2N的PLC“IF”设置和“通讯驱动程序”通过这项设置，确定外部设备的链接口，如果GOT是通过RS422口对PLC等外部设备进行通讯的，就将此项设置成“标准RS422”。下一步，“通讯驱动程序”的窗口中，如果选择PLC设置，则此项只有一种驱动程序，设置成MELSEC—FX即可，再下一步进行确认。如图4.10所示。图4.10“IF”设置和“通讯驱动程序”确认选择的“IF"和“通讯驱动程序”设置，单击“下一步”，结束硬件方面的设置。开始画面切换的设置，定义了基本画面软元件之后，就可以确认并结束向导的设置。如图4.11。图4.11点击结束8.通过向导建立好工程后，出现如图4.12所示“画面的属性”对话框，在“标题”栏中输入“邮件分拣系统”，选择“指定背景色”选框，在“图样背景色”中选择合适的颜色，确定后可进入画面的制作。这部分设定也可在画面制作过程中通过菜单栏或GTDESIGNER2主界面中的“画面属性”来设定或更改。图4.12画面属性的设定9.制作按钮这里以”启动按钮”为例说明。单击菜单栏中的“对象（O）”，选择“开关”中的“位开关”（或者点击对象工具栏的，从显示的子菜单中选择“位开关”），鼠标的光标变为+后，点击希望放置的位置，进行放置。此时在界面出现一个位开关，由于没有设置图形，该按钮只是一个黑框，单击鼠标右键或按下键盘上“ESC”键，退出放置元件；双击刚放好的开关，出现如图4.13所示的位开关对话框，选择该按钮的“动作”类型为“点动”，完成位开关的基本设定。图4.13位开关基本设定定10.位开关的“基本”选项设置完后，可鼠标点击“指示灯”，出现如图4.14所示的指示灯设置对话框，鼠标点击“其他”按钮，出现如图4.14的图像一览表，点击“库”，在“库”的下拉菜单中选择“RealLampFigure”，颜色选择“绿色”，选择图中的88_05_0_G,此为该位开关“OFF”状态时的图形，点击确定按钮,完成“OFF”状态时的设置；同样的方法，设置“ON”状态时的图形设置，按钮图形选择如图4.14中的87_05_1-G，完成该按钮的图形配置。图4.14位开关指示灯设定对话框